Lupen

Eine Lupe kann verwendet werden, um Licht zu fokussieren, z. B. um die Sonnenstrahlung zu konzentrieren, um einen Brennpunkt im Brennpunkt für das Starten des Feuers zu erzeugen. Eine Bogenlupe besteht aus vielen sehr schmalen, konzentrischen ringförmigen Linsen, so dass die Kombination als einzelne Linse wirkt, jedoch viel dünner ist. Diese Anordnung ist als Fresnel-Linse bekannt. Die Lupe ist eine Ikone der Detektivromane, insbesondere der von Sherlock Holmes.

Vergrößerung  10x 5x 3x Die Vergrößerung einer Lupe hängt davon ab, wo sie sich zwischen dem Auge des Benutzers und dem betrachteten Objekt befindet, und der Gesamtentfernung zwischen ihnen. Die Vergrößerungsstärke entspricht der Winkelvergrößerung (dies sollte nicht mit der optischen Stärke verwechselt werden, die eine andere Größe ist). Die Vergrößerungsstärke ist das Verhältnis der Größe der auf der Netzhaut des Benutzers mit und ohne Objektiv gebildeten Bilder. Für den Fall „ohne“ wird normalerweise angenommen, dass der Benutzer das Objekt so nahe wie möglich an ein Auge bringt, ohne dass es verschwommen wird. Dieser als Nahpunkt bezeichnete Punkt variiert mit dem Alter. Bei einem kleinen Kind kann es bis zu 5 cm betragen, während es bei einem älteren Menschen ein bis zwei Meter sein kann. Vergrößerungsvorrichtungen werden typischerweise unter Verwendung eines „Standard“ -Wertes von 0,25 m charakterisiert.

Die höchste Vergrößerungsstärke wird erreicht, wenn die Linse sehr nahe an ein Auge gebracht wird und Augen und Linse zusammen bewegt werden, um den besten Fokus zu erzielen. Das Objekt befindet sich dann normalerweise auch in der Nähe der Linse. Die in diesem Zustand erhaltene Vergrößerungsleistung ist MP0 = (0,25 m) Φ + 1, wobei Φ die optische Leistung in Dioptrien ist und der Faktor von 0,25 m den angenommenen nahen Punkt darstellt (1/4 m vom Auge).

Dieser Wert der Vergrößerungsstärke wird normalerweise zur Charakterisierung von Vergrößerungsgeräten verwendet. Es wird typischerweise mit „m ד bezeichnet, wobei m = MP0 ist. Dies wird manchmal als Gesamtleistung der Lupe bezeichnet (nicht mit optischer Leistung zu verwechseln). Lupen werden jedoch nicht immer wie oben beschrieben verwendet, da es angenehmer ist, die Lupe in der Nähe des Objekts zu positionieren (eine Brennweite entfernt).

Das Auge kann dann einen größeren Abstand haben und ein gutes Bild kann sehr leicht erhalten werden; Der Fokus ist nicht sehr empfindlich für die exakte Position des Auges. Die Vergrößerungsstärke beträgt in diesem Fall ungefähr MP = (0,25 m). Eine typische Lupe kann eine Brennweite von 25 cm haben, was einer optischen Leistung von 4 Dioptrien entspricht. Eine solche Lupe würde als „2X“ -Lupe verkauft. Im tatsächlichen Gebrauch würde ein Betrachter mit „typischen“ Augen eine Vergrößerungsstärke zwischen 1 und 2 erhalten, abhängig davon, wo die Linse gehalten wird.

Alternativen Lupen haben normalerweise eine geringe Vergrößerungsstärke: 2 × –6 ×, wobei die Typen mit niedrigerer Leistung viel häufiger sind. Bei höheren Vergrößerungen wird die Bildqualität einer einfachen Lupe aufgrund von optischen Aberrationen, insbesondere sphärischen Aberrationen, schlecht. Wenn mehr Vergrößerung oder ein besseres Bild erforderlich ist, werden normalerweise andere Arten von Handlupen verwendet. Eine Coddington-Lupe ermöglicht eine höhere Vergrößerung bei verbesserter Bildqualität.

Mit einer Lupe mit mehreren Linsen, wie einem Hastings-Triplett, können noch bessere Bilder erhalten werden. Hochleistungslupen werden manchmal in einem zylindrischen oder konischen Halter ohne Griff montiert. Solche Lupen können bis zu etwa 30-fach erreichen, und bei diesen Vergrößerungen wird die Apertur der Lupe sehr klein, und sie muss sehr nahe am Objekt und am Auge platziert werden. Für eine bequemere Verwendung oder für eine Vergrößerung über 30 × muss stattdessen ein Mikroskop  verwendet werden.